【摘要】：據(jù)統(tǒng)計,造成港內(nèi)水域船舶碰撞事故的主要原因是船舶駕駛員對船舶操縱性的掌握不足。在海上船舶航行過程中,船舶駕駛員要隨時有效地控制船舶的運動,實施對船舶操縱的有效控制就必須了解本船的操縱性能和外界環(huán)境對本船操縱的綜合影響。船舶操縱性一直是國際航海界研究的熱點問題,2002年,IMO(international maritime organization)頒布了船舶操縱性標(biāo)準(zhǔn),掀起了又一股船舶操縱性研究的熱潮。船舶旋回性船舶操縱性的主要指標(biāo)之一。隨著計算機(jī)水平的不斷發(fā)展,計算流體力學(xué)(CFD,Computational Fluid Dynamic)不斷在船舶水動力學(xué)方面應(yīng)用,也為船舶操縱性的研究提供了一種更加精確、經(jīng)濟(jì)的研究方法。本文基于CFD方法,通過求解RANS (Reynolds averaged Navier-stokes)方程數(shù)值模擬船舶在海上的旋回操縱。其中,湍流模型選用SST k-co模型；壁面處理采用壁面函數(shù)方法；自由液面采用單項LEVEL SET方法處理；采用FVM (Finite Volume Method)離散化RANS方程,其中空間和時間的離散格式均為二階精度；選用PISO(Pressure Implicit Split-Operator)算法調(diào)整離散方程,再求解；網(wǎng)格的劃分選用更加節(jié)省計算資源的重疊網(wǎng)格技術(shù),且通過求解剛體運動方程來實現(xiàn)船體的6自由度運動,從而得到船舶在旋回過程中的各個運動姿態(tài)數(shù)據(jù)。本文以大連海事大學(xué)實習(xí)船“育鯤”輪為例,建立實尺寸船舶模型,對比數(shù)據(jù)以“育鯤”輪一次實際的船舶海上25。旋回試驗數(shù)據(jù)作為參考。通過數(shù)值模擬的結(jié)果與實船試驗所得的數(shù)據(jù)的對比,可以得到船舶旋回各項數(shù)據(jù)的精度較高,除反移量的誤差為17.44%,其他各項數(shù)據(jù)誤差均在10%左右。研究結(jié)果表明,本文基于CFD的研究方法可以成功的實現(xiàn)船舶旋回仿真實驗,且對基于CFD方法在船舶操縱性方面的進(jìn)一步研究具有一定的參考價值。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U661.33
【圖文】：

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本文編號：2801913